Seminar Nasional dalam Rangka Dies Natalis ke-45 UNS Tahun 2021
“Membangun Sinergi antar Perguruan Tinggi dan Industri Pertanian dalam
Rangka Implementasi Merdeka Belajar Kampus Merdeka”
Efisiensi Penggunaan Bahan Tanam dan Limbah Cucian Beras untuk Perbaikan
Teknik Budidaya Ubi Kayu
Rizki Sukmania Zulaekah, Usman Siswanto, Murti Astiningrum Program Studi Agroteknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Tidar
Abstrak
Penelitian ini dilaksanakan untuk memperoleh panjang stek dan jenis limbah air cucian beras yang sesuai untuk mendapatkan pertumbuhan bibit ubi kayu varietas ketan. Penelitian menggunakan percobaan faktorial yang disusun dalam Rancangan Acak Kelompok Lengkap (RAKL), yaitu panjang stek (10, 15, 20 cm) dan limbah air cucian beras (air, air cucian beras putih, air cucian beras merah). Perlakuan diulang 3 kali. Data dianalisis menggunakan analisis keragaman (ANOVA) dan diuji lanjut menggunakan orthogonal polynomial dan BNT 5% dan 1%. Penggunaan stek batang dengan panjang 15-16 cm memberikan hasil tertinggi pada parameter panjang akar, berat segar akar, dan berat kering akar, serta waktu muncul tunas. Penambahan air cucian beras putih dan air cucian beras merah memberikan berat kering akar ubi kayu yang sama. Interaksi panjang stek batang ubi kayu dan limbah air cucian beras tidak berpengaruh terhadap seluruh variabel pengamatan.
Kata kunci : cucian beras, panjang stek, pertumbuhan, ubi kayu, limbah.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Ubi kayu (Manihot esculenta Crantz.) merupakan salah satu komoditas pertanian di Indonesia, dapat tumbuh sepanjang tahun di daerah tropis dan memiliki daya adaptasi yang tinggi. Di Indonesia, produksi ubi kayu sangat melimpah, yaitu sekitar 19.341.233 ton (Badan Pusat Statistik, 2018). Perkembangan luas panen ubi kayu di Indonesia selama periode 2014, 2015, 2016, 2017, dan 2018 mengalami fluktuasi. Pada tahun 2014, luas panen ubi kayu di Indonesia sebesar 1.003.494 hektar dan pada tahun 2018 turun menjadi 792.952 hektar. Dalam periode 2014 - 2018, pertumbuhan luas panen ubi kayu mengalami penurunan yang cukup besar yaitu sebesar 2,58 persen (Badan Pusat Statistik, 2018).
lemak, protein, serat, vitamin B1, vitamin C, mineral, besi, fosfor, kalsium, dan air. Selain itu,
ubi kayu mengandung senyawa non gizi berupa zat tanin (Purwono dan Purnamawati, 2008). Ubi kayu memiliki prospek untuk dikembangkan, karena dapat dimanfaatkan sebagai bahan makanan dan diolah menjadi berbagai produk seperti tepung tapioka, tape dan keripik. Ubi kayu juga dimanfaatkan sebagai bahan baku industri terutama industri pelet atau pakan ternak dan industri pengolahan tepung, serta dijadikan bahan baku pembuatan bioetanol (Nugroho, 2017).
Konsumsi ubi kayu per kapita mengalami penurunan, namun permintaan ubi kayu meningkat akibat meningkatnya kebutuhan ubi kayu untuk industri. Pada periode 2000-2016, setiap tahun Indonesia mengimpor ubi kayu olahan sebesar 271.681 ton dengan nilai US$ 100,63 juta. Pada periode yang sama, jumlah ekspor ubi kayu relatif kecil dibandingkan dengan jumlah impor. Ekspor ubi kayu Indonesia hanya sekitar 42.251 ton dengan nilai US$ 13,1 juta (Pusat Data dan Sistem Informasi Pertanian, 2016).
Kendala utama dalam budidaya ubi kayu adalah kurang tersedianya bibit bermutu pada saat tanam, biaya transportasi bibit mahal, dan bibit ubi kayu memerlukan ruangan yang luas untuk penyimpanan. Kebutuhan bibit ubi kayu untuk budidaya secara monokultur adalah 10.000-15.000 stek per hektar. Bahan tanam yang umum digunakan yaitu stek batang dengan panjang sekitar 20 cm. Jika satu batang ubi kayu ukuran 1-2 m digunakan untuk bibit, akan diperoleh 5-10 stek. Satu hektar lahan dengan kebutuhan bibit 10.000 stek memerlukan 1.000 sampai 2.000 batang untuk bahan stek sehingga akan memerlukan bahan tanam yang banyak (Suwarto et al., 2014).
Strategi untuk meningkatkan produksi tanaman ubi kayu adalah dengan cara menanam stek batang ubi kayu unggul yang memiliki potensi hasil tinggi, kadar bahan kering, dan kadar pati yang tinggi. Selain itu juga dapat diberikan perlakuan khusus untuk menunjang keberhasilan penanaman dengan cara perbanyakan stek (Savitri et al., 2008).
Introduksi teknologi melalui pemanfaatan stek batang dengan aplikasi limbah air cucian beras dapat dilakukan untuk menambah nutrisi guna pertumbuhan tanaman (Purnami dkk, 2014). Air cucian beras mengandung 0,043% vitamin B1, 16,306% fosfor, 0,015% nitrogen, 0,02% kalium, 2,944% kalsium, 14,252% magnesium, 0,027% sulfur, 0,0427 % besi, dan sisanya air (Noviyanti dan Salingkat, 2018). Oleh karena itu, penelitian tentang pengaplikasian limbah air cucian beras dan panjang stek terhadap pertumbuhan bibit ubi kayu perlu dilakukan.
Rumusan Masalah
Ubi kayu merupakan salah satu bahan pangan pengganti beras yang cukup penting peranannya dalam menopang ketahanan pangan. Permintaan ubi kayu dari tahun ke tahun mengalami peningkatan, baik untuk pemenuhan kebutuhan pangan maupun industri. Kendala yang dihadapi dalam memenuhi pasokan ubi kayu di antaranya adalah keterbatasan bibit unggul.
Salah satu upaya untuk memenuhi kebutuhan ubi kayu yaitu dengan memaksimalkan produktivitas melalui penyediaan bibit ubi kayu, dan pemberian limbah air cucian beras yang bersumber dari limbah rumah tangga. Pemberian limbah air cucian beras dan stek batang dapat merangsang pertumbuhan bibit ubi kayu, oleh karena itu perlu dilakukan penelitian tentang pemberian limbah air cucian beras dan panjang stek untuk meningkatkan pertumbuhan stek ubi kayu.
Tujuan
Tujuan penelitian adalah memperoleh panjang stek dan limbah air cucian beras yang sesuai untuk mendapatkan pertumbuhan bibit ubi kayu yang optimal.
Manfaat
Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah mengurangi jumlah bahan yang dapat mencemari lingkungan dan menambah nilai guna limbah rumah tangga.
Metode Penelitian
Penelitian dilaksanakan mulai 5 Oktober – 23 November 2020 di Kebun Percobaan Fakultas Pertanian Universitas Tidar di Desa Sidorejo, Kecamatan Bandongan, Kabupaten Magelang dengan ketinggian tempat 431 m di atas permukaan laut (m dpl).
Penelitian dilaksanakan di lapangan dengan menggunakan percobaan faktorial (3 x 3) yang disusun dalam Rancangan Acak Kelompok Lengkap (RAKL) terdiri dari dua faktor dan diulang tiga kali sebagai blok. Faktor pertama yaitu ukuran stek batang (S) dengan Panjang 10cm, 15cm, dan 20cm. Faktor kedua yaitu limbah air cucian beras yaitu kontrol, air cucian beras putih, air cucian beras merah.
Data hasil pengamatan dianalisis dengan menggunakan sidik ragam. Uji lanjut dilakukan dengan menggunakan uji orthogonal polynomial untuk faktor pertama dan BNT untuk faktor kedua.
Hasil dan Pembahasan
Data rata–rata hasil analisis pengaruh panjang stek dan limbah air cucian beras terhadap pertumbuhan bibit ubi kayu terhadap parameter waktu muncul tunas, jumlah tunas, tinggi tunas, jumlah daun, diameter tunas, berat segar tunas, berat kering tunas, akar terpanjang, berat segar akar, dan berat kering akar ditunjukkan pada Tabel 1. berikut.
Tabel 1. Rata-rata hasil analisis pengaruh panjang stek dan limbah air cucian beras terhadap pertumbuhan bibit ubi kayu
Keterangan : S: ukuran stek batang; B: sumber air cucian beras
Waktu munculnya tunas
Keberhasilan stek dipengaruhi oleh interaksi faktor fisiologi stek dan faktor lingkungan. Faktor fisiologi stek meliputi kandungan cadangan makanan dalam jaringan stek, ketersediaan air, umur tanaman dan hormon endogen atau zat pengatur tumbuh dalam jaringan stek. Faktor lingkungan yang mempengaruhi antara lain media perakaran, kelembaban, suhu, interaksi cahaya, dan teknik penyetekan (Danu et al., 2011). Keberhasilan stek untuk tumbuh salah satunya ditentukan oleh cadangan karbohidrat pada bahan stek. Stek yang mengandung karbohidrat tinggi dan nitrogen yang cukup akan membentuk akar dan tunas secara bersamaan.Panjang stek batang menunjukkan pengaruh sangat nyata pada waktu munculnya tunas. Uji orthogonal polynomial pengaruh panjang stek terhadap waktu muncul tunas bibit ubi.
Waktu muncul tunas dipengaruhi oleh cadangan makanan dan jumlah mata tunas dalam stek batang. Semakin sedikit jumlah mata tunas semakin pendek ukuran stek. Stek semakin pendek akan meningkatkan rasio perbanyakan bibit jika dibandingkan dengan ukuran stek pada umumnya, yakni 25 cm (Suwarto et al., 2014). Sharkawy (2004) menjelaskan daya tumbuh bibit ubi kayu sebagian besar tergantung pada cadangan karbohidrat dan unsur-unsur mineral
Variabel pengamatan F-hitung
S B S x B
Waktu muncul tunas (hari) Jumlah tunas (tunas) Tinggi tunas (cm) Jumlah daun (helai) Diameter tunas (cm) Berat segar tunas (g) Berat kering tunas (g) Akar terpanjang (cm) Berat segar akar (g) Berat kering akar (g)
6,28** 3,53tn 1,65tn 0,08tn 1,12tn 0,16tn 1,98tn 33,17** 8,73** 4,54* 3,61tn 1,43tn 3,02tn 0,95tn 3,62tn 1,64tn 0,33tn 3,45tn 2,32tn 4,92* 0,24tn 0,08tn 2,05tn 2,87tn 1,42tn 2,85tn 2,94tn 2,10tn 0,12tn 2,08tn
penting untuk fase awal regenerasi dan pengembangan akar serta daun. Rasio cadangan makanan dan jumlah mata tunas dalam stek mempengaruhi waktu munculnya tunas.
Karbohidrat dalam stek batang akan dihidrolisis menjadi senyawa gula sederhana (glukosa). Sintesis auksin dan ketersediaan glukosa yang cukup mampu mematahkan dormansi tunas sehingga meningkatkan waktu munculnya tunas yang lebih cepat (Chauhan et al., 2019). Di sisi lain, panjang stek batang yang terlalu pendek mengindikasikan cadangan makanan dan jumlah mata tunas yang lebih sedikit, oleh sebab itu waktu muncul tunas akan lebih lama. Panjang stek yang terlalu panjang memiliki cadangan pati yang tinggi dan memerlukan waktu hidrolisis lebih lama menyebabkan waktu muncul tunas lebih lama.
Akar terpanjang (cm)
Ubi kayu memiliki dua fase pertumbuhan. Fase pertama yaitu mulai penanaman hingga 8 minggu. Pada fase awal pembentukan akar, akar memiliki fungsi untuk menyerap air dan hara dari tanah. Setelahnya, fase kedua melibatkan produksi batang, daun dan sistem perakaran. Selama fase ini, umbi singkong mulai terbentuk melalui akar penyimpanan (Titus et al., 2011). Fase awal pertumbuhan akar memerlukan ketersediaan energi yang cukup untuk mentimulasi pembentukan primordia akar yang lebih cepat. Selain itu, panjang stek batang mampu menstimulasi waktu muncul tunas lebih cepat. Sisa ketersediaan energi pada stek digunakan untuk merangsang pembentukkan primordia akar pada fase awal pertumbuhan. Laju pertumbuhan akar umumnya berkurang dengan semakin dewasanya umur tanaman. Cadangan makanan dan kadar air stek memengaruhi pembentukan akar dan tunas pada masa pertumbuhan stek. Stek dengan ukuran yang lebih pendek mempunyai cadangan makanan yang lebih sedikit. Namun panjang stek yang terlalu panjang memiliki kadar pati yang tinggi sehingga memiliki masa hidrolisis lebih lama untuk menghasilkan senyawa glukosa (Gardner dan pearce, 2008).
Berat segar akar (g)
Akar pada ubi kayu dibagi menjadi dua jenis, yaitu adventitious roots atau akar adventif yang berfungsi untuk menyerap air dan unsur hara mineral selama pertumbuhan serta sebagai bagian utama dalam pembentukan umbi dan lateral roots atau akar yang tumbuh pada adventitious roots, berfungsi untuk memperluas bidang penyerapan air dan unsur hara mineral (Siswati et al., 2019).
dan diameter akar yang membentuk umbi. Pembentukan perakaran pada stek ubi kayu dipengaruhi oleh ketersediaan energi dalam stek batang. Cadangan makanan yang cukup selama pembentukkan akar akan meningkatkan perkembangan akar. Selain itu, panjang stek batang 16 cm yang menghasilkan akar terpanjang juga berpengaruh pada berat segar akar optimal pada panjang stek batang 16 cm. Dengan demikian, pengaruh panjang stek 16 cm memberikan hasil yang linear pada akar terpanjang dan berat segar akar.
Berat kering akar (g)
Menjadi dua jenis yaitu akar adventif dan akar lateral (Siswati et al., 2019). Chaweewan dan Taylor (2015) menjelaskan akar ubi kayu terbagi menjadi dua yaitu akar basal (akar yang tumbuh di permukaan bawah stek) dan akar nodal (akar yang tumbuh di mata tunas pada ruas batang). Pertumbuhan umbi ubi kayu hanya terjadi pada akar nodal sedangkan pada akar basal perkembangan akar cenderung tetap dan tidak mengalami penebalan membentuk umbi.
Pertumbuhan perakaran dipengaruhi oleh beberapa faktor, salah satunya adalah ketersediaan energi yang digunakan selama proses pembelahan primordia tunas. Energi yang digunakan diperoleh dari hidrolisis pati dalam stek batang yang kemudian diubah menjadi senyawa glukosa dan adenosine trifosfat (ATP). Panjang stek batang yang memiliki ketersediaan karbohidrat yang cukup akan menunjang pembelahan sel primordia akar. Selain itu, panjang stek batang 16 cm yang menghasilkan akar terpanjang juga menghasilkan berat segar akar yang tertinggi. Berat segar akar menghasilkan berat kering akar yang tinggi. Panjang stek batang dengan berat kering akar tertinggi diperoleh pada ukuran stek 14,97 cm atau 15 cm.
Pengaruh limbah air cucian beras pada pertumbuhan bibit ubi kayu
Salah satu bahan organik yang dapat digunakan dalam budidaya ubi kayu adalah air cucian beras. Limbah ini dihasilkan setiap hari di setiap rumah tangga dan belum dimanfaatkan. Kandungan nutrisi beras tertinggi terdapat pada bagian kulit ari. Saat mencuci beras biasanya air cucian pertama berwarna keruh, hal ini menunjukkan bahwa lapisan terluar dari beras ikut terkikis. Selama pencucian beras, sekitar 80 % vitamin B1, 70 % vitamin B3, 90 % vitamin B6,
50 % mangan (Mn), 50 % fosfor (P), 60 % zat besi (Fe), 100 % serat dan asam lemak esensial terlarut oleh air (Rahmadsyah, 2016).
beras putih hampir sama. Air cucian beras mengandung vitamin B1 yang berfungsi merangsang
pertumbuhan serta metabolisme akar (Leonardo, 2009). Selain itu, air beras juga mengandung unsur hara makro seperti nitrogen, fosfor dan kalium yang sangat dibutuhkan tanaman, terutama pada perkembangan akar. Unsur nitrogen dan fosfor cenderung lebih dibutuhkan dalam proses pertumbuhan vegetatif stek antara lain pada pembelahan sel-sel primordia akar. Nitrogen merupakan penyusun asam amino yang dapat merangsang pembentukan dan pemanjangan akar (Utami, 2003). Kandungan unsur hara esensial dalam air cucian beras mendorong perkembangan perakaran bibit ubi kayu melalui pembelahan sel akar. Pembelahan sel akar yang lebih cepat menghasilkan jumlah sel yang lebih banyak sehingga memiliki biomassa akar yang lebih tinggi khususnya pada berat kering akar dibandingkan dengan aplikasi air biasa (kontrol).
Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dapat ditarik kesimpulan yaitu panjang stek dapat mempercepat munculnya tunas dan meningkatkan panjang akar, berat segar, dan berat kering akar. Limbah air cucian beras dapat meningkatkan berat kering akar.
Saran
Diperlukan penelitian lebih lanjut dengan menggunakan panjang stek 15–16 cm untuk mempercepat munculnya tunas dan memperoleh panjang akar, berat segar akar dan berat kering akar tertinggi.
Daftar Pustaka
Chauhan, A., B. A. A. Amarah, A. Kumar, J. S. Verma, H. A. Ghramh, K. A. Khan & M. J. Ansari. (2019). Influence of gibberellic acid and different salt concentrations on germination percentage and physological parameter of oat cultivars. Saudi Journal of Bio. Scie. 26(1), 1298-1304.
Chaweewan, Y. & N. Taylor. (2015). Anatomical assessment of root formation and tuberization in cassava (Manihot esculenta Crantz). Trop. Plant Bio. 8(1), 1-8.
Danu, D., A. Subiakto & K. P. Putri. (2011). Uji stek pucuk damar (Agathis loranthifolia Salisb.) pada berbagai media dan zat pengatur tumbuh. Jurnal Penelitian Hutan dan Konservasi Alam. 8(3), 245-252.
Gardner, F.P. & R.B. Pearce. (2008). Physiology of Crop Plants. The Iowa State University Press, Columbia. USA.
Leonardo, M. (2009). Pengaruh Air Cucian Beras terhadap Pertumbuhan Tanaman Tomat dan Terung. www.portalgaruda.org. Diakses pada 25 Juni 2020.
Noviyanty, A. & A. Salingkat. (2018). The effect of application of rice dishwater and manure as organic fertilizer to the growth of mustard (Brassica juncea L,). Agroland: The Agriculture Science Journal. 5(2), 74 – 82.
Nugroho, C C. (2017). Respon penggunaan media terhadap organogenesis tunas ubi kayu (Manihot esculenta Crantz.) genotipe gajah secara in vitro. Jurnal “Gerbang Etam” Balitbangda Kab. Kukar. 11(2), 32-39.
Purnami, W. H. Yuswanti & M. A. Astiningsih. (2014). Pengaruh jenis dan frekuensi penyemptotan leri terhadap pertumbuhan bibit anggrek. Jurnal Agroteknologi Tropika. 3(1), 22-31.
Purwono & H. Purnamawati. (2008). Budidaya 8 Jenis Tanaman Unggul. Penebar Swadaya. Jakarta.
Pusat Data dan Sistem Informasi Pertanian Kementerian Pertanian. (2016). Outlook Komoditas Pertanian Tanaman Pangan Ubi Kayu: 1-37.
Rahmadsyah, (2015). Pengaruh Air Leri, Air Teh Basi dan Air Kopi Sebagai Larutan Nutrisi Alternatif terhadap Budidaya Bayam Merah dengan Metode Nutrien Film Technique. Skripsi. Program Studi Biologi Universias Islam Negeri Sunan Kalijaga, Yogyakarta. Sharkawy, M. A. (2004). Cassava biology and physiology. Plant Molecular Biology. 56(8),
481– 501.
Siswati, L., S. W. Ardie, & N. Khumaida. (2019). Pertumbuhan dan perkembangan ubi kayu genotipe lokal manggu pada panjang stek batang yang berbeda. J. Argon. Indonesia. 47(3), 262 – 267.
Suwarto., N. Khumaida, Ghulamahdi, A. Waluya & E. F. Ayu. (2014). Pertumbuhan dan produksi ubi kayu dengan berbagai ukuran stek. Prosiding Seminar Nasional Perhimpunan Agronomi Indonesia. Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
Titus, P., J. Lawrence & A. Seesahai. (2011). Commercial Cassava Production. Technical Bulletin Issues 5. Caribbean Agricultural Research and Development Institute (CARDI). Utami, S.N.H. (2003). Nutrisi Tanaman. Fakultas Pertanian. Universitas Gajah Mada.
Yogyakarta
Wargiono, J., A. Hasanuddin, & Suyamto. (2006). Teknologi Produksi Ubi kayu Mendukung Industri Bioethanol. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, Bogor.
